(57)【要約】    【課題】  結晶系半導体基板を用い、該基板を切断加工して製造される光起電力装置において、変換効率の高い光起電力装置及びその製造方法を得る。    【解決手段】  結晶系半導体基板１の一主面１ａの上に、ｐｎ接合を形成した光起電力装置２０において、一主面１ａと他主面１ｂに挟まれる少なくとも１つの側面１０が切断加工面から形成されており、該切断加工面が他主面１ｂ側から一主面１ａ側に向って延びる、レーザ加工によって形成されたレーザ加工領域１１と、一主面１ａ側から他主面１ｂ側に向って延びる、折曲切断によって形成された折曲切断領域１２とから構成されており、レーザ加工領域１１と折曲切断領域１２との境界線に、一主面１ａ側に突き出る凸部１１ａによる凹凸が形成されており、凸部１１ａの周囲に該凸部１１ａを起点とする折曲切断の際の放射状の応力集中痕１２ａが形成されていることを特徴としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面及び該一主面と反対側の他主面を有する結晶系半導体基板の一主面上に、該結晶系半導体基板と逆導電型の半導体膜を設けることにより、ｐｎ接合を形成した光起電力装置であって、
前記一主面と前記他主面に挟まれる少なくとも１つの側面が切断加工面から形成されており、該切断加工面が前記他主面側から前記一主面側に向って延びる、レーザ加工によって形成されたレーザ加工領域と、前記一主面側から前記他主面側に向って延びる、折曲切断によって形成された折曲切断領域とから構成されており、
前記レーザ加工領域の一主面側における前記折曲切断領域との境界線に、前記一主面側に突き出る凸部による凹凸が形成されており、前記折曲切断領域における前記凸部の周囲に該凸部を起点とする前記折曲切断の際の応力集中痕が形成されていることを特徴とする光起電力装置。
【請求項２】
前記凸部の平均高さが１５μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項３】
前記凸部間の平均間隔が前記凸部の平均高さの０．２倍〜３．０倍であることを特徴とする請求項１または２に記載の光起電力装置。
【請求項４】
前記他主面から前記凸部の先端部までの平均高さが、前記他主面から前記一主面までの距離の５０％以上であり、かつ前記凸部の先端部が前記一主面に到達していないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力装置を製造する方法であって、
前記切断加工前の光起電力装置に対し、前記基板の前記他主面側からレーザを照射し、先端部に前記凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を前記基板の他主面に形成する工程と、
前記基板の他主面の前記溝の部分を中心にして折り曲げることにより、前記溝から前記一主面に至るまでの領域を切断し、前記折曲切断領域を形成する工程とを備えることを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ照射のパルス周波数及び走査速度を制御することにより、前記凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を形成することを特徴とする請求項５に記載の光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶系半導体基板を用い、該基板を切断加工して製造される光起電力装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ｐｎ接合特性を改善するため、ｎ型単結晶シリコンウエハと、ｐ型非晶質シリコン膜との間に、ｉ型非晶質シリコン膜を設けたＨＩＴ（真性薄膜を有するヘテロ接合：Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer）型構造を有する光起電力装置が提案されている。しかしながら、ＨＩＴ型構造の光起電力装置においては、単結晶シリコンウエハの周辺部で少数キャリアの再結合速度が大きく、単結晶シリコンウエハの中央部に比べて変換効率が低くなる。このため、光起電力装置の全体の出力特性が低下するという問題がある。そこで、少数キャリアの再結合速度の大きな周辺部を切断して除去することにより、変換効率を向上させることが考えられる。
【０００３】
また、ＨＩＴ構造以外の光起電力装置においても、その使用目的は多様化しており、小型の太陽電池モジュールなど、様々な形状の太陽電池モジュールの需要があり、光起電力装置を切断し、組み合わせることにより、所望の形状の太陽電池モジュールを形成している。
【０００４】
上記光起電力装置を切断する際には、例えば、特許文献１の段落番号００１５に記載されているように、ダイシングソーを用いて光起電力装置を切断している。
【０００５】
しかしながら、ダイシングソーで光起電力装置を切断する場合、ｐｎ接合などの接合部分が短絡することなどによって、光起電力装置の曲線因子が大きく低下するという問題があった。
【特許文献１】特開平７−１０６６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、結晶系半導体基板を用い、該基板を切断加工して製造される光起電力装置において、変換効率の高い光起電力装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光起電力装置は、一主面及び該一主面と反対側の他主面を有する結晶系半導体基板の一主面上に、該結晶系半導体基板と逆導電型の半導体膜を設けることにより、ｐｎ接合を形成した光起電力装置であり、一主面と他主面に挟まれる少なくとも１つの側面が切断加工面から形成されており、該切断加工面が他主面側から一主面側に向って延びる、レーザ加工によって形成されたレーザ加工領域と、一主面側から他主面側に向って延びる、折曲切断によって形成された折曲切断領域とから構成されており、レーザ加工領域の一主面側における折曲切断領域との境界線に、一主面側に突き出る凸部による凹凸が形成されており、折曲切断領域における凸部の周囲に該凸部を起点とする折曲切断の際の応力集中痕が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の光起電力装置における少なくとも１つの側面は、切断加工面であり、該切断加工面は、レーザ加工領域と折曲切断領域とから構成されており、これらの領域の境界線には、一主面側に突き出る凸部による凹凸が形成されており、該凸部の周囲の該凸部を起点とする折曲切断の際の応力集中痕が形成されている。従って、折曲切断の際には、このような凸部に応力が集中することによって切断されており、折曲切断の際の歪みをこのような凸部における応力集中により分散させることができ、側面における歪みが低減されている。従って、光電変換効率の高い光起電力素子とすることがてきる。
【０００９】
本発明におけるレーザ加工領域の凸部の平均高さは、１５μｍ以上であることが好ましい。凸部の平均高さを１５μｍ以上とすることにより、応力集中痕が形成されやすく、折曲切断の際の歪みの発生を低減することができる。凸部の平均高さは、さらに好ましくは２０μｍ以上である。その上限値は特に限定されるものではなく、一主面側に達しないような高さであればよい。
【００１０】
本発明において、レーザ加工領域の凸部間の平均間隔は、凸部の平均高さの０．２倍〜３．０倍の範囲内であることが好ましい。このような範囲内とすることにより、折曲切断加工する際の応力を凸部に適度に集中させ、歪みが発生するのを低減することができ、光電変換効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明において、レーザ加工領域における他主面から凸部の先端部までの平均高さは、他主面から一主面までの距離（すなわち基板の厚み）の５０％以上であり、かつ凸部の先端部が基板の一主面に達していないことが好ましい。このような範囲内となるようにレーザ加工領域及び凸部の高さを形成することにより、曲線因子を高めて変換効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明の光起電力装置は、結晶系半導体基板の一主面上に逆導電型の半導体膜を設けることによりｐｎ接合を形成した光起電力装置である。ｐｎ接合は、ｉ型半導体膜を介在させたｐ−ｉ−ｎ接合であってもよいし、直接に接合したｐｎ接合であってもよい。
【００１３】
また、本発明における結晶系半導体基板は、単結晶半導体基板であってもよいし、多結晶半導体基板であってもよい。
【００１４】
本発明の製造方法は、上記本発明の光起電力装置を製造することができる方法であり、切断加工前の光起電力装置に対し、基板の他主面側からレーザを照射し、先端部に凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を基板の他主面に形成する工程と、基板の他主面の溝の部分を中心にして折り曲げることにより、溝から一主面に至るまでの領域を切断し、折曲切断領域を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明においては、基板の他主面側からレーザを照射し、先端部に上記凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を形成し、次にこの溝部分を中心にして折り曲げることにより溝から一主面に至るまでの領域を切断している。上述のように、折曲切断の際、溝内に形成された凹凸の各凸部に応力が集中することにより、折曲切断をわずかな力で行うことができる。このため、折曲切断の際に、側面部分に発生する歪みを低減することができ、光起電力装置の曲線因子を高め、光電変換効率を向上させることができる。
【００１６】
本発明の製造方法において、上記凸部を有する凹凸が形成されたレーザ加工領域は、例えば、レーザ照射のパルス周波数及び走査速度を制御することにより形成することができる。例えば、パルス周波数を走査速度で割った値を指標とし、この値を大きくすると、凸部の間隔が狭くなり、ある一定の値以上になると、凸部が認識できないほどの平坦な加工形状となる。また、この値を小さくすると、凸部の間隔が広くなるが同時に加工深さが小さくなり、凸部の高さも小さくなる。従って、これらの現象を生じる値の中間の値となるようにパルス周波数／走査速度の指標を調整することにより、レーザ加工領域に上記凸部を形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光起電力装置は、側面における折曲切断加工の際の歪みが少なく、欠陥が少ないため、曲線因子が高く、良好な変換効率を有する光起電力装置とすることができる。
【００１８】
本発明の製造方法では、凸部による凹凸が形成されたレーザ加工領域を有する溝を基板の他主面に形成し、該溝の部分を中心にして折り曲げ加工することにより、溝から一主面に至るまでの領域を切断している。折曲切断の際、溝内の各凸部に応力集中し、この部分から切断が開始されるため、わずかな力で切断することができ、折曲切断の際に生じる歪みを小さくすることができる。従って、容易に折曲切断することができるとともに、得られた光起電力装置は、側面における歪みが少ないため、良好な光電変換効率を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本発明に従う一実施形態の光起電力装置を示す側面図である。図２は、図１に示す光起電力素子を示す斜視図である。図１及び図２に示す光起電力素子は、図４に示すように、光起電力素子の基板の周辺部を、切断部１４で切断することにより作製されている。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の光起電力素子は、結晶系半導体基板である（１００）面の一主面１ａを有するｎ型単結晶シリコンウエハ１の一主面１ａ上に、約５ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン層２を形成し、この上に約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層３を形成し、この上に約８０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚みを有する透明導電膜４を形成している。透明導電膜４の上には、約５質量％のＳｎＯ2を含有するＩｎＯ2からなるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜から形成されている。透明導電膜４の上には、集電極５が形成されている。集電極５は、図２に示すように、所定の間隔を隔てて互いに平行に延びるように形成されている複数のフィンガー電極５ａと、フィンガー電極５ａにより収集された電流をさらに収集するバスバー電極５ｂから構成されている。
【００２２】
また、単結晶シリコンウエハ１の他主面（裏面）１ｂ上には、約５ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン層６が形成され、約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層７が形成され、その上には約８０〜約１００ｎｍの厚みを有する透明導電膜８が形成されている。透明導電膜８の上には、集電極５と同様にフィンガー電極とバスバー電極とからなる裏面電極９が形成されている。
【００２３】
上述のように、図１に示す光起電力装置２０は、図４に示す周辺の４辺の切断部１４を切断することにより形成されており、切断部１４で切断することにより、図４に示すように、４つの側面１０が形成されている。
【００２４】
図１に示すように、側面１０には、他主面１ｂ側から一主面１ａ側に延びるレーザ加工領域１１と、一主面１ａ側から他主面１ｂ側に延びる折曲切断領域１２が形成されている。なお、図１に示す側面１０のレーザ加工領域１１及び折曲切断領域１２は拡大して図示している。
【００２５】
図１に示すように、レーザ加工領域１１と折曲切断領域１２の境界線には、一主面１ａ側に向って突き出る凸部１１ａが多数形成されており、この凸部１１ａにより境界線に凹凸が形成されている。この凸部１１ａは、レーザ加工領域１１を形成する際に形成されたものである。
【００２６】
図３は、レーザ加工領域の形成工程を説明するための側面図であり、図１に示す矢印Ａ方向からみた側面図である。図３において、一点鎖線で示す部分は、レーザ加工し、その後折曲切断して取り除いた光起電力装置２０の周辺部分を示している。図３に示すように、単結晶シリコンウエハ１の他主面１ｂ側からレーザを照射し、溝１３を形成する。この溝１３を形成する際に、溝１３内の側面１０の部分にレーザ加工領域１１が形成される。このように溝１３を形成しておき、例えば、図５に示すように、溝１３の部分を中心にして光起電力素子２０の周辺部を保持部材１５で挟み折り曲げることにより、折曲切断することができる。このようにして、折曲切断した際に形成された断面が、図３に示すような折曲切断領域１２となる。
【００２７】
図１に示す折曲切断領域１１に形成されている凸部１１ａの周囲の応力痕１２ａは、このような折曲切断の際に応力が集中することによって形成されたものである。
【００２８】
本発明においては、折曲切断の際、上述のようにレーザ加工領域１１の凸部１１ａの先端部分及びその周囲に応力が集中することにより、凸部１１ａを起点とする放射状の応力集中痕１２ａが形成される。レーザ加工領域１１には、多数の凸部１１ａが形成されており、折曲切断の際の応力がこれらの凸部１１ａの先端部及びその周囲に集中することにより、折曲切断を容易に行うことができる。すなわち、より小さな応力で折曲切断を行うことができる。折曲切断の際、小さな応力で切断することができるので、発生する歪みも小さくすることができ、この結果として曲線因子を高めることができ、高い光電変換効率を得ることができる。
【００２９】
図６は、本発明に従う一実施形態の光起電力装置の側面を示す顕微鏡写真である。図７は、比較例の光起電力装置の側面を示す顕微鏡写真である。また、図８は、図６に対応する図面であり、本発明の一実施形態の光起電力装置の側面を示している。図９は、図７に対応する図面であり、比較例の光起電力装置の側面を示している。
【００３０】
図６及び図８に示すように、本発明に従う光起電力装置の側面においては、レーザ加工領域１１の先端部に凸部１１ａが形成されており、凸部１１ａの周囲の折曲切断領域１２において、凸部１１ａを起点とする放射状の応力集中痕１２ａが形成されている。折曲切断の際、凸部１１ａに応力が集中することにより、この部分を起点とする放射状の応力集中痕１２ａが形成されるものと考えられる。
【００３１】
これに対し、図７及び図９に示すように、比較例１の光起電装置においては、レーザ加工領域１１に凸部が形成されておらず、このような状態で折曲切断加工すると、折曲切断領域１２に大きな応力がかかり、よじれたように切断されるため、特定方向に延びる筋１２ｂが観察される。
【００３２】
図１０は、レーザ加工の際のレーザ照射条件と、レーザ加工領域の先端部の形状との関係を説明するための側面図である。レーザ加工領域の形状に影響を与えるレーザ照射条件としては、レーザの出力と、レーザのパルス周波数及び走査速度、レーザ照射の走査回数が挙げられる。
【００３３】
レーザ加工領域の深さ、すなわちレーザ加工による形成する溝の深さは、出力にほぼ比例する。従って、出力を大きくすることにより、溝の深さを深くすることができる。
【００３４】
レーザ加工領域の凸部の形状に最も大きく影響するのは、パルス周波数と走査速度である。パルス周波数を走査速度で割った値（パルス周波数／走査速度）の値が大きいほど、凸部の間隔が狭くなり、凸部の間隔がある一定以上狭くなると、顕微鏡（１００倍）では凸部を認識できないほど加工領域の先端部が平坦な形状となる。図１０（ａ）は、このような形状を示している。
【００３５】
また、パルス周波数／走査速度の値が小さくなれば、凸部の間隔が広くなり、凸部の高さが小さくなる傾向にある。図１０（ｃ）は、このような形状を示している。
【００３６】
従って、図１０（ｂ）に示すような本発明に従う凸部１１ａを形成するためには、図１０（ａ）のような形状を示すときのパルス周波数／走査速度の値より小さく、かつ図１０（ｃ）のような形状を示すときのパルス周波数／走査速度の値よりも大きくなるように制御することが必要である。
【００３７】
また、レーザ照射の走査回数は溝の深さに大きく影響を与える。走査回数を重ねる毎に加工深さは増加するが、その増加量は徐々に減少していく。
【００３８】
図１１は、本発明における凸部の高さを測定する方法を説明するための側面図である。レーザ加工領域１１における凸部１１ａの高さは、測長機能の付いた顕微鏡を用い、例えば１００倍に拡大し、凸部の頂点部分と谷の部分の差を測定する。凸部の形状にはばらつきがあるので、凸部１１ａの頂点部分の中心位置に測長ライン１５を引き、また谷の部分の中心位置に測長ライン１６を引き、測長ライン１５と測長ライン１６の差を凸部１１ａの平均高さとした。
【００３９】
また、凸部１１ａの間隔については、上記と同様に測長機能の付いた顕微鏡を用い、例えば２００倍に拡大し、目視で確認できる凸部の６個について、それぞれの凸部間の距離を測定し、その平均値を凸部間の平均間隔とした。
【００４０】
以下、本発明に従う実施例の光起電力装置を製造する実施例について説明する。
【００４１】
〔実験１〕
＜切断加工前の光起電力装置の作製＞
図１を参照して、（１００）面を有するｎ型単結晶シリコンウエハ１を洗浄することにより不純物を除去した。このｎ型単結晶シリコンウエハ１は約１Ω・ｃｍの抵抗率と約３００μｍの厚みを有している。
【００４２】
次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて、周波数：約１３．５６ＭＨｚ、形成温度：約１００℃〜約３００℃、反応圧力：約５Ｐａ〜約１００Ｐａ、ＲＦパワー：約１ｍＷ／ｃｍ2〜約５００ｍＷ／ｃｍ2の条件で、ｎ型単結晶シリコンウエハ１の一主面１ａ上に、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層２と、約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層３とを順次形成した。なお、ｐ型非晶質シリコン層１０を形成する際のｐ型ドーパントとしては、３族元素であるＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎが挙げられる。また、ｐ型非晶質シリコン層３の形成時に、ＳｉＨ4（シラン）ガスなどの原料ガスに、上記のｐ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによって、ｐ型非晶質シリコン層３を形成することが可能である。
【００４３】
次に、ｎ型単結晶シリコンウエハ１の他主面１ｂの上に、上記同様にして、約５ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層６と、約５ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層７とを順次形成した。なお、ｎ型非晶質シリコン層７を形成する際のｎ型ドーパントとしては、５族元素であるＰ、Ｎ、Ａｓ、Ｓｂが挙げられる。ｎ型非晶質シリコン層７の形成時に、原料ガスに上記のｎ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによってｎ型非晶質シリコン層７を形成することが可能である。
【００４４】
次に、スパッタリング法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層３及びｎ型非晶質シリコン層７のそれぞれの上に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜４及び８を形成した。この透明導電膜４及び８は、ＳｎＯ2粉末を約５重量％を含むＩｎ2Ｏ3粉末の焼結体からなるターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。ＳｎＯ2粉末の量を変化させることにより、ＩＴＯ膜中のＳｎ量を変化させることが可能である。Ｉｎに対するＳｎの量は、約１質量％〜約１０質量％が好ましい。透明導電膜４及び８は、約８０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚みで形成する。
【００４５】
次に、スクリーン印刷法を用いてエポキシ系の熱硬化型の導電性ペースト（銀（Ａｇ）ペースト）を一主面１ａ側の透明電極４の所定の領域の上に転写した後、加熱炉内で加熱することにより、導電性ペーストを硬化させて集電極５を形成した。同様にして、裏面電極９も形成した。
【００４６】
＜レーザ加工による溝の形成＞
以上のようにして作製した光起電力素子の周辺部にレーザ加工により溝を形成した。図４に示すように、周辺部の点線１４で示した４箇所に溝を形成した。レーザとしては、ＹＡＧレーザを用い、単結晶シリコンウエハの他主面１ｂ側からレーザを照射した。レーザは、出力３〜１０Ｗ、波長１０６４ｎｍ、パルス周波数１ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの範囲で制御し、レーザの走査速度は１〜３０ｍｍ／秒の範囲内で一定速度で走査した。走査回数は１〜６回の範囲内で選択した。
【００４７】
上記のレーザ照射条件で、凸部の平均高さが７μｍ、１５μｍ、２５μｍ、５０μｍ、及び７５μｍとなるようにレーザを照射した。また、このときの凸部間の平均間隔は、凸部の平均高さの０．２倍〜３．０倍の範囲内に収まるように作製した。また、ウエハの他主面から凸部の先端部までの平均高さは、１５０μｍ〜２００μｍの範囲内に収まるように作製した。
【００４８】
＜光起電力素子の折曲切断加工＞
上記のようにして得られた５種類の光起電力素子の周辺部を、それぞれに形成した溝の部分を中心して折り曲げることにより、折曲切断加工を行い、各光起電力装置を作製した。
【００４９】
〔光起電力装置の特性評価〕
以上のようにして作製した５種類の光起電力装置について、ソーラーシミュレーターＡＭ１．５、１ｋＷ／ｍ2の光を照射し、Ｉ−Ｖ特性を測定した。測定結果について、横軸に凸部の平均高さ、縦軸に曲線因子（Ｆ．Ｆ．）をとり、図２に示した。なお、曲線因子の値は、比較例の光起電力装置の曲線因子で規格化した曲線因子の値を示している。比較例の光起電力装置としては、周辺部を切断加工していない光起電力装置を用いた。
【００５０】
図１２から明らかなように、凸部の平均高さが１５μｍ以上の光起電力装置は、規格化Ｆ．Ｆ．が１以上になっている。また、凸部の平均高さが２５μｍ以上まで規格化Ｆ．Ｆ．の値が高くなっており、それ以降はほぼ同程度の値が維持されている。従って、凸部の平均高さは１５μｍ以上であることが好ましいことがわかる。
【００５１】
〔実験２〕
実験１において、レーザ加工による溝の形成を以下のようにする以外は、実験１と同様にして光起電力装置を作製した。
【００５２】
凸部の平均高さが２５〜３０μｍの範囲内に収まるようにして、他主面から凸部の先端部までの平均高さが、６０μｍ、９０μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、２７０μｍ、及び３００μｍとなるように変化させて８種類の光起電力装置を作製した。凸部の平均間隔は、凸部の平均高さの０．２倍〜３．０倍の範囲内に収まるように作製した。
【００５３】
〔光起電力装置の特性評価〕
以上のようにして作製した８種類の光起電力装置について、実験１と同様にしてＩ−Ｖ特性を測定し、測定結果を図１３に示した。なお、図１３においては、「横軸を他主面から凸部先端部までの平均高さ／基板の厚み」としている。従って、他主面から凸部先端部までの平均高さが３００μｍのものは基板の厚みが３００μｍであるので、１００％となっている。また、図１２及び図１３において〇を付けたポイントは同一の装置の測定結果である。
【００５４】
図１３に示すように、他主面から凸部先端部までの平均高さが基板厚みの３０％以上になると、規格化Ｆ．Ｆ．が１より高くなっている。ここから５０％までは距離が大きくなるにつれて規格化曲線因子が大きくなっており、５０％以上になると規格化曲線因子の値はほぼ一定に維持されている。従って、より好ましくは、他主面から凸部先端部までの平均高さは、基板の厚みの５０％以上であることが好ましいことがわかる。また、９０％以上になると、規格化曲線因子が１よりも小さくなってしまう。従って、他主面から凸部までの先端部の平均高さは、基板の厚みの３０％〜９０％の範囲内であれば、規格化曲線因子が１以上となり、さらに好ましくは、５０％〜９０％の範囲内であることがわかる。
【００５５】
なお、図１３において、１００％のものは、凸部の先端部が基板の一主面に到達しているものであり、基板の一主面に到達すると、規格化曲線因子が大幅に低下してしまうことがわかる。従って、他主面から凸部の先端部までの平均高さは、基板の厚みの１００％未満であることが好ましいことがわかる。
【００５６】
なお、上記実施例においては、光起電力装置の周辺の４辺を切断した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１辺のみ、２辺のみ、あるいは３辺のみを切断する場合にも適用することができるものである。
【００５７】
また、図１４に示すように、１枚の光起電力装置３０を一点鎖線１４の部分で複数枚に分割して、小さな面積の光起電力装置２０を製造する場合に、本発明を適用してもよい。また、切断は直線状の切断に限定されるものではなく、曲線状に切断する場合にも本発明を適用することができる。
【００５８】
また、上記実施例では、ＨＩＴ構造の光起電力装置を例にして説明したが、本発明は結晶系半導体基板を用いた光起電力装置に適用することができるものであり、その他の光起電力装置にも適用することができる。例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、化合物半導体、結晶系基板上に形成した薄膜太陽電池などにも適用することができる。
【００５９】
また、上記実施例おいては、集電極の材料として、エポキシ系の熱硬化型導電性ペーストを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、接着層、バスバー電極及び裏面電極の材料として、エポキシ系以外の樹脂材料を含む導電性材料を用いてもよい。また、ポリエステル系、アクリル系、ポリビニル系、及びフェノール系などの樹脂材料を含む導電性ペーストを用いてもよい。
【００６０】
また、上記実施例においては、導電性ペーストを加熱して硬化させることにより、集電極を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記以外の方法により集電極を形成してもよい。例えば、Ａｌなどを蒸着することにより、集電極を形成したり、金属線を接着層で接着することにより形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施例では、他主面側の導電膜の上にバスバー電極及びフィンガー電極からなる裏面電極を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他主面側の透明導電膜の全体を覆うような裏面電極を形成してもよい。
【００６２】
また、上記実施例では、半導体材料として、シリコン（Ｓｉ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＧｅＮ、ＳｉＳｎ、ＳｉＳｎＮ、ＳｉＳｎＯ、ＳｉＯ、Ｇｅ、ＧｅＣ、ＧｅＮのうちのいずれかの半導体を用いてもよい。この場合、これらの半導体は、結晶質、または水素及びフッ素のいずれか一方を含む非晶質または微結晶であってもよい。
【００６３】
また、上記実施例においては、透明導電膜を形成する材料として、Ｓｎをドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＴＯ膜以外の材料からなる透明導電膜を用いてもよい。例えば、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｆ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｉ及びＴｅのうちの少なくとも１つを混ぜた酸化インジウムから透明導電膜を形成してもよい。
【００６４】
また、上記実施例においては、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて非晶質シリコン層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸着法、スパッタリング法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法など他の方法を用いて非晶質シリコン層を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に従う一実施形態の光起電力装置を示す側面図。
【図２】本発明に従う一実施形態の光起電力装置を示す斜視図。
【図３】本発明に従う一実施形態の光起電力装置を切断加工する際の状態を示す図１の矢印Ａ方向から見た側面図。
【図４】本発明に従う一実施形態の光起電力装置の周辺部を切断する箇所を示す平面図。
【図５】本発明に従う一実施形態において折曲切断加工する際の状態を示す斜視図。
【図６】本発明に従う一実施形態の光起電力装置の側面を示す顕微鏡写真。
【図７】比較例の光起電力装置の側面を示す顕微鏡写真。
【図８】図６の顕微鏡写真に対応する側面図。
【図９】図７の顕微鏡写真に対応する側面図。
【図１０】レーザ照射の際のパルス周波数／走査速度によるレーザ加工領域の形状の影響を示す側面図。
【図１１】レーザ加工領域の凸部の平均高さの測定方法を説明するための側面図。
【図１２】レーザ加工領域の凸部の平均高さと規格化曲線因子との関係を示す図。
【図１３】他主面から凸部先端部までの平均高さ／基板の厚みの値と規格化曲線因子との関係を示す図。
【図１４】本発明に従う他の実施形態を説明するための平面図。
【図１５】本発明に従う他の実施形態を説明するための平面図
【符号の説明】
【００６６】
１…単結晶シリコンウエハ（結晶系半導体基板）
１ａ…単結晶シリコンウエハの一主面
１ｂ…単結晶シリコンウエハの他主面
２…ｉ型非晶質シリコン層
３…ｐ型非晶質シリコン層
４…透明導電膜
５…集電極
６…ｉ型非晶質シリコン層
７…ｎ型非晶質シリコン層
８…透明導電膜
９…裏面電極
１０…光起電力装置の側面
１１…レーザ加工領域
１１ａ…レーザ加工領域の凸部
１２…折曲切断領域
１２ａ…応力集中痕
１３…レーザ加工により形成される溝
２０…光起電力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図６】
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【図７】
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